體視學(xué)方法探索腦膜瘤體積、表面積密度、病理類型與瘤周水腫的關(guān)系*

唐青青，Sushant S Hada，馬勛泰

西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院 神經(jīng)內(nèi)科(瀘州 646000)

瘤周水腫(peritumoral brain edema，PTBE)是腦膜瘤常見的繼發(fā)性病理改變，其產(chǎn)生使腫瘤占位效應(yīng)增強(qiáng)，加重破壞腦組織、腫瘤-腦組織界面、血腦屏障等，導(dǎo)致加重顱內(nèi)壓高壓、神經(jīng)缺損或神經(jīng)刺激癥狀等，并增加了手術(shù)切除腫瘤的難度，導(dǎo)致術(shù)后恢復(fù)時(shí)間延長(zhǎng)，術(shù)后復(fù)發(fā)率增加[1-2]。因此，PTBE直接影響著腦膜瘤的臨床表現(xiàn)、治療方案及預(yù)后等。研究[2-10]表明，腫瘤大小、形狀、生長(zhǎng)部位、病理分級(jí)分型、靜脈回流、瘤周血流灌注等因素與PTBE的形成密切相關(guān)，但具體機(jī)制目前國(guó)內(nèi)外仍尚未闡明，其結(jié)果不盡一致。本實(shí)驗(yàn)采用體視學(xué)方法，計(jì)算瘤體體積、瘤體表面積密度、PTBE體積及水腫指數(shù)，分析PTBE特點(diǎn)，為臨床分析腦膜瘤良惡性、指導(dǎo)治療方案及判斷預(yù)后提供參考。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

收集2013年5月至2018年5月于西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院經(jīng)手術(shù)和病理證實(shí)為腦膜瘤的首發(fā)患者212例，其中男39例，女173例，年齡6～82(53.74±10.92)歲。術(shù)前均進(jìn)行MRI檢查，病理切片均按2016年WHO中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分級(jí)與分型[11]。

1.2 檢查方法

術(shù)前均行頭顱MRI橫斷位、矢狀位、冠狀位平掃及增強(qiáng)掃描檢查，于橫斷位增強(qiáng)T1WI圖像計(jì)算腫瘤體積(圖1A))、表面積密度(圖1C)，橫斷位平掃T2WI圖像計(jì)算PTBE體積(圖1C)，并將腫瘤和PTBE總體積比腫瘤體積定義為EI[6]=Vtumor+edema/Vtumor，EI值越大，水腫越嚴(yán)重。

1.3 體視學(xué)方法

將印有關(guān)聯(lián)方格和關(guān)聯(lián)線的透明膠片隨機(jī)迭放在患者頭顱MRI橫斷位圖像上，采用體視學(xué)方法[13]分別計(jì)算腫瘤瘤體體積(Vtumor)、表面積密度(SV)及PTBE體積(Vedema)，計(jì)算公式如下。式中ΣP為落于腫瘤或PTBE的測(cè)點(diǎn)總數(shù)；a(P)為每個(gè)測(cè)點(diǎn)所關(guān)聯(lián)(占有)的面積；t為MRI掃描的層厚加層間距；ΣI為測(cè)線與所測(cè)結(jié)構(gòu)交點(diǎn)總數(shù)；Lp為每個(gè)測(cè)點(diǎn)所關(guān)聯(lián)的測(cè)線長(zhǎng)度；ΣP′為參照面內(nèi)測(cè)點(diǎn)總數(shù)。

1.4 腦膜瘤病理分級(jí)及分型

按照2016年WHO中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類標(biāo)準(zhǔn)[11]，腦膜瘤分為Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)。其中Ⅰ級(jí)包括腦膜皮細(xì)胞型、纖維型、混合型、血管瘤型、砂粒體型、微囊型、分泌型、富于淋巴細(xì)胞-漿細(xì)胞型；Ⅱ級(jí)包括脊索瘤樣型、透明細(xì)胞型、非典型；Ⅲ級(jí)包括間變型、乳頭狀型、橫紋肌樣型；并將Ⅰ級(jí)腦膜瘤劃分為低級(jí)別腦膜瘤，Ⅱ、Ⅲ級(jí)腦膜瘤劃分為高級(jí)腦膜瘤[13]。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 發(fā)生PTBE組與不發(fā)生PTBE組腦膜瘤瘤體體積特點(diǎn)

在患者的MRI影像圖像上，運(yùn)用體視學(xué)方法測(cè)定瘤體體積、PTBE體積及EI。212例患者中，無PTBE組81例，瘤體體積中位數(shù)為6.80 cm3；PTBE組131例，瘤體體積中位數(shù)為32.46 cm3，EI值中位數(shù)為1.63；PTBE發(fā)生率為61.79%。統(tǒng)計(jì)分析顯示，發(fā)生PTBE的腦膜瘤瘤體體積大于不發(fā)生PTBE的腦膜瘤(P<0.05)，但發(fā)生水腫的腦膜瘤患者中，瘤體體積小于其中位數(shù)值組的EI值與大于等于其中位數(shù)值組的EI值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)(表1)。

表1 水腫指數(shù)與瘤體體積的關(guān)系

2.2 發(fā)生PTBE組與不發(fā)生PTBE組腦膜瘤瘤體表面積密度特點(diǎn)

本研究中，腦膜瘤表面積密度中位數(shù)為5.00 cm-1，發(fā)生PTBE組腦膜瘤瘤體表面積密度中位數(shù)為5.12 cm-1，未發(fā)生PTBE組腦膜瘤瘤體表面積密度中位數(shù)為4.70 cm-1。統(tǒng)計(jì)分析顯示，水腫組腦膜瘤瘤體表面積密度明顯大于無水腫組腦膜瘤瘤體表面積密度(P<0.05)，但水腫組腦膜瘤患者中，瘤體表面積密度大于等于其中位數(shù)值組的EI值與小于其中位數(shù)值組的EI值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)(表2)。

表2 水腫指數(shù)與瘤體表面積密度的關(guān)系

2.3 發(fā)生PTBE組與不發(fā)生PTBE組腦膜瘤瘤體部位特點(diǎn)

根據(jù)腦膜瘤發(fā)生部位將腫瘤分為12類，其中大腦凸面腦膜瘤最多(74例)，其次為大腦鐮旁(31例)，其他部位腦膜瘤分別為矢狀竇旁(11例)、前顱窩底(15例)、蝶骨嵴(18例)、中顱窩(10例)、鞍區(qū)(9例)、小腦幕(11例)、橋小腦角(12例)、巖斜區(qū)(5例)、后顱窩凸面(10例)、側(cè)腦室(6例)。非顱底部位的腦膜瘤與顱底腦膜瘤PTBE的發(fā)生率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；且發(fā)生PTBE組腦膜瘤中，兩部位EI值差異也無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)(表3)。

2.4 發(fā)生PTBE組與不發(fā)生PTBE組腦膜瘤病理分級(jí)、分型特點(diǎn)

WHO Ⅰ級(jí)腦膜瘤184例，其中發(fā)生PTBE 107例，發(fā)生率58.15%；WHO Ⅱ級(jí)腦膜瘤24例，其中發(fā)生PTBE 20例，發(fā)生率83.33%；WHO Ⅲ級(jí)腦膜瘤4例，全部發(fā)生了PTBE。本研究中，以腦膜皮細(xì)胞型、纖維型、混合型腦膜瘤最常見，占76.42%，其次為血管瘤型、砂粒體型及非典型，其他包括微囊型、脊索瘤樣型、透明細(xì)胞型及間變型。高級(jí)別腦膜瘤PTBE發(fā)生率明顯高于低級(jí)別腦膜瘤(P<0.05)，但EI值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。低級(jí)別腦膜瘤中，血管瘤型、腦膜皮細(xì)胞型腦膜瘤PTBE發(fā)生率及EI值明顯高于其他常見病理類型的腦膜瘤(P<0.05)(表4)。

表3 PTBE與腦膜瘤部位的關(guān)系

注：大腦鐮旁、側(cè)腦室、前、中顱窩及蝶骨嵴部位腦膜瘤PTBE發(fā)生率明顯高于其他部位腦膜瘤(P<0.05)

表4 PTBE與腦膜瘤病理分級(jí)、分型的關(guān)系

注：腦膜瘤以低級(jí)別腦膜瘤最常見，占86.79%，其中又以纖維細(xì)胞型、腦膜皮細(xì)胞型及混合型腦膜瘤居多，占所有腦膜瘤患者的76.42%

2.5 多因素回歸分析

將單因素分析具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的變量進(jìn)一步納入多因素Logistic回歸模型(表5)，分析結(jié)果顯示：瘤體體積≥18.06 cm3者出現(xiàn)水腫的優(yōu)勢(shì)，與瘤體體積<18.06 cm3者出現(xiàn)水腫的優(yōu)勢(shì)比為12.513。因此，患者出現(xiàn)水腫的相關(guān)因素主要為“瘤體體積”，其余因素綜合分析后與患者出現(xiàn)水腫的關(guān)系暫無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)(表6)。

表5 變量賦值表

注：瘤體體積、表面積密度按照其中位數(shù)進(jìn)行分組

表6 水腫相關(guān)因素的的多因素Logistic回歸模型

3 討論

PTBE是腦膜瘤的常見并發(fā)癥，其發(fā)生率一般為50.0%～70.0%[4]。本組中PTBE發(fā)生率為61.79%，與文獻(xiàn)報(bào)道相符。目前，PTBE產(chǎn)生的機(jī)制尚未闡明，譚興實(shí)等[3]指出，腦膜瘤PTBE的發(fā)生機(jī)制主要包括血腦屏障破壞學(xué)說、分泌活性學(xué)說和腫瘤本身，且血腦屏障的破壞及腫瘤的分泌活性在PTBE形成中占主導(dǎo)地位。

“Stereology”于1961年問世，20世紀(jì)70年代初我國(guó)開始了解、研究、推廣體視學(xué)知識(shí)[14]。體視學(xué)是一種簡(jiǎn)便快速的、基于數(shù)學(xué)幾何原理的定量測(cè)定方法，是根據(jù)材料的截面或投影從而確定其空間結(jié)構(gòu)的科學(xué)。嚴(yán)治等[15]在模擬顱內(nèi)血腫的CT圖像上運(yùn)用多田公式、體視學(xué)方法及CT定量法測(cè)量血腫體積，對(duì)比發(fā)現(xiàn)體視學(xué)方法能更準(zhǔn)確測(cè)得血腫體積。Eriksen等[16]在頭顱CT、MRI圖像基礎(chǔ)上運(yùn)用體視學(xué)方法所獲得的體積參數(shù)、表面積參數(shù)在評(píng)估腦損傷情況時(shí)與CT、MRI參數(shù)相比更具有可靠性。Defres等[17]運(yùn)用體視學(xué)方法對(duì)單純皰疹病毒性腦炎患者接受激素治療前、治療后顳葉體積及水腫體積進(jìn)行定量分析發(fā)現(xiàn)，體視學(xué)方法測(cè)得的參數(shù)是可靠的。

腦膜瘤PTBE發(fā)生率與瘤體大小的關(guān)系目前說法不一，有研究[5]認(rèn)為瘤體大小對(duì)PTBE有影響，但Gawlitza等[18]研究發(fā)現(xiàn)，瘤體體積大小與PTBE的發(fā)生沒有顯著相關(guān)性。本研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)生PTBE組腦膜瘤瘤體體積明顯大于不發(fā)生PTBE組腦膜瘤，且綜合多因素分析后顯示，瘤體體積大于等于其中位數(shù)18.06 cm3者，PTBE發(fā)生率小于其中位數(shù)值的12.5倍。隨著瘤體體積增大，其對(duì)腦組織壓迫加重，導(dǎo)致瘤周腦組織血流灌注及靜脈回流受影響，且瘤體體積增大，相應(yīng)瘤體分泌的活性物質(zhì)增多，血腦屏障破壞加重等，可能導(dǎo)致腦膜瘤PTBE的發(fā)生率增高。但瘤體體積對(duì)水腫程度影響不大，小體積腦膜瘤也可能出現(xiàn)嚴(yán)重的水腫，這可能與其具體病理類型、血供情況及靜脈回流等多因素相關(guān)。

本研究中，表面積密度大的腦膜瘤，其PTBE發(fā)生率明顯高于表面積密度小的腦膜瘤。分析其原因，表面積密度越大，其外形相對(duì)越不規(guī)則，與周圍正常腦組織接觸面積越大，從而增加正常腦組織受到的侵襲及破壞的可能，導(dǎo)致PTBE發(fā)生率增高。國(guó)外研究[7-19]也發(fā)現(xiàn)，外形不規(guī)則的腦膜瘤即表面積密度大的腦膜瘤PTBE發(fā)生率明顯高于外形規(guī)則的腦膜瘤。吳濤等[20]還發(fā)現(xiàn)，腦膜瘤外形影響著腦膜瘤術(shù)后復(fù)發(fā)，外形規(guī)則的腦膜瘤術(shù)后復(fù)發(fā)率明顯低于外形不規(guī)則的腦膜瘤。分析其原因，外形不規(guī)則腦膜瘤易發(fā)生PTBE，從而導(dǎo)致手術(shù)完全切除腫瘤難度增加，進(jìn)而出現(xiàn)復(fù)發(fā)率增高。

既往研究[6]認(rèn)為，大腦凸面、大腦鐮旁、矢狀竇旁、前顱窩、中顱窩、蝶骨嵴都是PTBE高發(fā)部位，且水腫明顯。本研究也發(fā)現(xiàn)，大腦鐮旁、前顱窩、中顱窩、蝶骨嵴部位腦膜瘤PTBE發(fā)生率及EI值明顯高于其他部位。大腦鐮旁及蝶骨嵴部位腦組織由于血供豐富，且瘤體呈膨脹性生長(zhǎng)，體積較大，易壓迫血管影響周圍腦組織靜脈回流而導(dǎo)致PTBE發(fā)生率高且EI值大；前、中顱窩由于顱骨結(jié)構(gòu)影響，即使很小的腦膜瘤也能壓迫周圍正常腦組織而發(fā)生PTBE；后顱窩、鞍區(qū)、橋小腦角等部位腦膜瘤由于瘤體周圍附近空間較大，緩沖了瘤體對(duì)周圍腦組織的壓迫，使得PTBE發(fā)生率相對(duì)較低。

本研究中，低級(jí)別腦膜瘤PTBE發(fā)生率明顯低于高級(jí)別腦膜瘤。這與既往研究[6,13]結(jié)果一致。高級(jí)別腦膜瘤瘤體生長(zhǎng)代謝速度快，并向周圍腦組織呈侵襲性、浸潤(rùn)性、膨脹性生長(zhǎng)，壓迫周圍腦組織，影響靜脈回流出現(xiàn)機(jī)械性壓迫性水腫；而血流灌注減少甚至缺失則會(huì)導(dǎo)致致水腫性物質(zhì)產(chǎn)生增多，出現(xiàn)細(xì)胞毒性水腫[21]。但本研究發(fā)現(xiàn)，高級(jí)別與低級(jí)別腦膜瘤PTBE的EI值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，考慮與本研究中低級(jí)別腦膜瘤居多而高級(jí)別腦膜瘤較少有關(guān)。低級(jí)別腦膜瘤中，腦膜皮細(xì)胞型、血管瘤型腦膜瘤PTBE發(fā)生率及EI值明顯高于其他病理類型腦膜瘤。分析原因是，腦膜皮細(xì)胞型及血管瘤型腦膜瘤自身分泌的內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)、血管通透因子(vascular permeability factors，VPF)比其他常見病理類型多，而VEGF、VPF可通過破壞的蛛網(wǎng)膜和軟腦膜進(jìn)入腦實(shí)質(zhì)，刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞增生，增強(qiáng)血管通透性，破壞正常腦組織血腦屏障，加之腫瘤新生的毛細(xì)血管缺乏完善的血腦屏障，導(dǎo)致血漿滲漏，引起明顯的PTBE[3-4,13]。

綜上所述，PTBE作為腦膜瘤常見并發(fā)癥，是腦膜瘤影像學(xué)上較特異的表現(xiàn)，因此，分析腦膜瘤PTBE情況對(duì)初步分析腦膜瘤病理類型、制定腦膜瘤治療方案、判斷預(yù)后具有重要的臨床意義。PTBE的影響因素較多，就本研究而言，腦膜瘤體積、表面積密度、部位及病理類型均對(duì)PTBE的產(chǎn)生均存在著一定的影響，但以腦膜瘤瘤體體積相關(guān)性更大。